Alena Kotzmannová 

OUMUAMUA / POSEL Z DÁVNÉ MINULOSTI?

Nedávno obletěla svět zpráva o první detekci tělesa, které nepochází ze Sluneční soustavy, ale přilétlo do ní z mezihvězdného prostoru. Mnozí odborníci, navíc i z příbuzných oborů, považují tento objev za událost roku číslo dvě (hned po detekci optického protějšku gravitačních vln).

Již několik dnů po objevu tělesa začalo být zřejmé, že objekt musel přiletět do Sluneční soustavy z mezihvězdného prostoru a že do něj také následně zase odletí. Pozorování (které již v té době pořídilo devět observatoří z USA a Evropy) ukázala, že jeho dráha je výrazně hyperbolická. Po hyperbolické dráze se pohybují tělesa, jejichž rychlost je příliš velká, než aby zůstala gravitačně vázána u Slunce (např. na eliptické nebo kruhové dráze). Každé těleso, které přiletí z mezihvězdného prostoru, se po takové hyperbolické dráze pohybuje, pokud jeho rychlost není nějakým mechanizmem snížena, např. při blízkém setkání s planetou, např. Jupiterem. Gravitační působení planet může také rychlost objektu zvýšit a tělesa původně patřící do Sluneční soustavy vymrštit na hyperbolické dráhy. V minulosti byla pozorována řada komet, které skončily na takových hyperbolických drahách právě díky tomuto efektu. U některých jiných komet dokonce existuje podezření, že jsou to naopak tělesa původně cizího původu, která na eliptických drahách okolo Slunce „usadilo“ blízké setkání s Jupiterem. S jistotou to o nich říci ale nedokážeme.

Naše nové těleso je jiný případ – jeho dráha ukazuje, že u něj určitě k blízkému setkání s planetami nemohlo dojít. Jedná se tedy prokazatelně o první těleso z mezihvězdného prostoru, které se podařilo zachytit a které máme před sebou k přímému zkoumání.

Zpětný výpočet jeho dráhy ukazuje, že k celé Sluneční soustavě se těleso blížilo rychlostí asi 26 km/s. Tato rychlost postupně narůstala, jak se těleso přibližovalo ke Slunci. Ve vzdálenosti Neptunu (ale zde máme na mysli pouze vzdálenost; těleso přilétlo z prostoru „nad“ ekliptikou, tedy rovinou, v níž obíhají planety), které dosáhlo asi před třemi lety, byla jeho rychlost vůči Slunci 27,3 km/s. Ve vzdálenosti Jupiteru byla posléze 32 km/s. Na vzdálenost jedné astronomické jednotky od Slunce (1 au; vzdálenost, v níž okolo Slunce obíhá Země) se přiblížilo dva měsíce poté, a tehdy již uhánělo rychlostí 46 km/s. Následně prolétlo těleso perihelem – místem největšího přiblížení ke Slunci – rychlostí 88 km/s. Nacházelo se tehdy jednu čtvrtinu astronomické jednotky od Slunce – blíže než planeta Merkur.

Po ostré zatáčce kolem Slunce se jeho vzdálenost opět zvětšuje. Hyperbolická dráha má ovšem tu vlastnost, že jeho rychlosti v daných vzdálenostech od Slunce budou stejné, jako při přibližování. Změnil se pouze směr letu. V době objevu již mělo tuto otočku za sebou a od Slunce se nacházelo o něco dále než Země: 1,2 au. Poté, co je na základě dalších pozorování dráha nově objevených těles známa dostatečně přesně, je jim přiřazeno tzv. definitivní číslo a objevitel má právo těleso pojmenovat. Toto zpřesnění dráhy, účelu a významu objektu trvá ale zpravidla několik let.

V případě našeho objektu (a snad dalších podobných případech v budoucnu) je ale evidentní, že dříve nebo později bude již tak daleko, že přestane být pozorovatelný definitivně, respektive že zmizí z našeho zorného úhlu, naše pozornost bude zaměřena jinam, a ze stejného důvodu nehrozí ani jeho případná záměna za jiný objekt. Komise mezinárodní astronomické unie, která má na starosti dosud nepoznaná tělesa Sluneční soustavy a jejich pojmenování, tedy rozhodla o vytvoření nové kategorie těles – mezihvězdných (interstelárních) objektů. Jejich číselné označení bude končit velkým písmenem I. Objekt tedy dostal číselné označení 1I, a současně s ním i jméno, které vybral tým provozující dalekohled Pan-STARRS, pomocí nějž byl objeven: Oumuamua. Jméno je havajského původu a vyjadřuje, že se jedná o posla, který k nám byl vyslán z dávné minulosti. Přestože je případ objektu Oumuamua na tomto místě výjimečný tím, že jde o první takový známý objekt, řada odborníků je více překvapena faktem, že jsme podobné výskyty již dávno nezaznamenali. Vysvětlení není úplně jednoduché, ale lze ho hledat v procesu, jakým se tyto objekty objevují a sledují.

Chování objektu Oumuamua v následujících měsících astronomy docela zmátlo. Například vykazoval již popsané nestálé zrychlování, které nemohlo být vysvětleno jednoduše gravitačním působením Slunce. Když pozorování započala, byla vypracována řada nových klasifikací a revizí současných teorií: těleso bylo klasifikováno jako kometa, následně jako asteroid a nakonec bylo zjištěno, že se jedná o mezihvězdného návštěvníka. Teorie jeho původu zahrnují cokoliv od úlomku planetárního tělesa až po mezihvězdnou kosmickou loď či designérský žert místních nadšenců. „Těleso samo o sobě zahrnuje řadu záhad,“ říká Darryl Seligman, hlavní autor výzkumného týmu, který své hypotézy publikoval v časopise Astrophysical Journal Letters International.

Nicméně Oumuamua nevykázal žádný důkaz přítomnosti ohonu, aby mohl být jednoduše považován za spadlou kometu. A nejen to, Omuamua také nevykazuje žádný náznak rotace, která by byla způsobena výtryskem plynů, tak charakteristickým pro komety. „V modelu, který jsme navrhli pro těleso Oumuamua, není odplynování tělesa eruptivní z jednoho konkrétního místa na povrchu,“ říká Gregory Laughlin, jeden z kolegů citovaného D. Seligmana. „Místo toho se výtrysky energií vyskytují na různých místech povrchu i v okolí objektu – migrují – putují snad za teplem a závisí na směru ke Slunci nebo k okolním zdrojům tepla.“ To by mohlo znamenat, že místo rotace jako u typické komety vykazuje těleso Omuamua nepravidelný kývavý pohyb, byť okem těžko postižitelný, dodává G. Laughlin.

Znát složení takového mezihvězdného návštěvníka a možnost porovnat jej se složením jiných těles naší Sluneční soustavy by bylo nedocenitelné. Ze složení „našich“ těles odvozujeme, jak a z čeho naše vlastní soustava vznikala; složení cizího tělesa by nám mohlo napovědět, jak moc byly dané podmínky stejné nebo rozdílné i u jiných systémů.

Vyslat k objektu průzkumnou sondu je – zejména díky uvedeným anomáliím – pravděpodobně nereálné, a proto se musíme omezit pouze na pozorování vzdálené. Při něm se měří spektrum slunečního světla odraženého od povrchu tělesa. To se podařilo již týden po objevu tělesa několika týmům pracujícím s pětimetrovým dalekohledem z Palomarské observatoře a dalekohledem s průměrem 4,2 m alokovaným nedaleko Žihle na Rakovnicku. Místní objekty obdobného tvaru také pochází z dávné minulosti a jejich pohyb má co do činění s námi tak úpěnlivě sledovanou matérií potřebnou k životu – vodou. V případě na Rakovnicku jde o její pevné skupenství.

Ať už ve složení Oumuamua převládají kovy, horniny nebo led, jedno je překvapující – z některých snímků je patrné, že těleso uvolňuje, anebo se kolem něj dočasně a nepravidelně vytvářejí deriváty či extenze různého druhu. V celkových záběrech připomínají hvězdný prach, na některých makrosnímcích připomínají něco jako drobné stavby.

Na zkoumání vlastností tohoto velice zajímavého cíle se v následném období zaměřila také řada velkých dalekohledů, data z nich se ale teprve zpracovávají. Pomocí Discovery Channel Telescope s průměrem 14,3 m se podařilo přibližně určit rotační periodu, která je nejméně 5 hodin, a díky spektrálnímu měření rovněž odhadnout tvar tělesa – ukazuje se, že objekt je značně protažen, s poměrem delší ke kratší straně asi 3:1.
S objevem prvního zástupce nového druhu těles se možná přístup kompetentních organizací změní. Ve stavbě je navíc další obří prohlídkový dalekohled – Large Synoptic Survey Telescope – u nějž se očekává, že podobné interstelární objekty bude objevovat sám, bez asistence dalších observatoří.

Snad v budoucnu budeme mít podobných případů více, aby nám kromě otázek poskytly i odpovědi. Otazník z nadpisu tohoto textu tak snad bude možné vymazat.

Citováno volně podle:
[1] MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS
[2] An Observational Upper Limit on the Interstellar Number Density of Asteroids and Comets
[3] Palomar Optical Spectrum of Hyperbolic Near-Earth Object A/2017 U1
[4] 1I/Oumuamua is Hot: Imaging, Spectroscopy and Search of Meteor Activity
[5] První návštěvník přilétající do Sluneční soustavy z mezihvězdného prostoru
[6] The rotation period and shape of the hyperbolic asteroid A/2017 U1 from its lightcurve
[7] scitechdaily.com
[8] sci-news.com
[9] Hvězdárna Valašské Meziříčí
[10] záznamy autorčiných pozorování

Alena Kotzmannová: OUMUAMUA, Posel z dávné minulosti?; Kulturák Archa; 12. 10. 2019 – 29. 3. 2020